复杂地质条件下三维地震勘探技术方法探讨

复杂地质条件下三维地震勘探技术方法探讨

焦立东

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摘要：科学技术的发展，我国的三维爱地震勘探技术有了很大进展，并在复杂地质中得到了广泛的应用。三维地震勘探技术方法在复杂地质勘探领域的应用越来越多，但一般而言，三维地震信息容易被地表的多变性和地质的复杂性所影响，在追踪反射波的过程中难度系数较高，由此导致构造结果的可靠性被严重削弱，构造解释的误差相对明显，严重的情况下会成引发解释不正确的问题。本文就复杂地质条件下三维地震勘探技术方法进行研究，以供参考。

关键词：三维地震勘测；地质构造；处理流程；处理软件

引言

地质及地球物理勘探作为当前预测研究河流冲刷最主要的两种方法，其中，二维地震勘探虽然也能预测冲刷带的存在，但由于二维地震资料所携带的信息量较少，无法准确预测冲刷带在空间的分布情况；而三维地震资料具有宽频段接收、宽方位采集、高密度采样等特点，其本身含有更丰富的运动学及动力学信息。因此，利用三维地震勘探对河流冲刷及煤厚的影响等进行研究，是一种更为准确有效的方法。

1三维地震勘探技术的概述

三维地震勘探技术所涉及的专业非常复杂，比如有电子计算机学、地球物理学等。它是当前寻找油气资源最主要的方式之一，该技术是利用三维技术对地震波信息进行综合分析计算，获得高分辨的地震剖面，分析判断目的层情况，从而正确的评价油气资源。与二维勘探技术相比，其获得的空间数据相对更庞大，信息点的密度相对更高。

2地震波与煤层冲刷带相关性分析

楔形模型的地震波数值模拟表明：在楔形模型厚度达到楔形地震波波长的1/4之前，顶底界面反射波相互干涉，形成复合波，在1/4波长以后的楔形位置，顶界面的反射波波形随着楔形厚度的增大而逐渐与底界面波形分开。楔形顶底板反射波干涉，是引起地震波振幅变化的原因，为利用煤层厚度的振幅信息提供了物理基础。楔型模型顶界面反射波振幅与煤厚变化关系表明：煤厚在调谐厚度之内变化时，为单调减曲线，随着震源频率的增大，振幅达到峰值所对应的煤厚（调谐厚度）减小。当煤厚大于调谐厚度时，随着煤层厚度的增大，振幅值逐渐变大并趋于稳定。煤厚、主频和反射系数均能影响到煤层反射波合成振幅值，但反射系数对振幅的影响远小于厚度。

3复杂地质条件下三维地震勘探技术方法

3.1针对页岩气甜点预测的观测系统优化技术

（1）宽方位观测：获取各方位地震资料信息，满足OVT处理要求，提高裂缝预测精度。观测系统的横纵比都在0.5以上，而目的层的横纵比都在0.75以上。（2）长排列：接收到深层反射信息，有利于提高深层成像效果。排列长度达到目的层埋深的1.5倍，针对局部地区地层倾角大、埋藏深的特点，采取局部加长排列的方式观测，减少资源浪费。（3）适中面元：在满足纵横向分辨率和无空间假频的条件下，采用适中的面元尺寸既满足地质任务要求，又节约资源投入。（4）较高覆盖：改善深层目的层信噪比的同时，保证分方位道集有足够的覆盖次数，提高分方位解释精度。近两年页岩气三维地震勘探的观测系统覆盖次数均在100次以上。

3.2点云加密,三维模型构建与纹理提取

(1)在空三解算预处理的基础上,为了进一步详细刻画地形地物细节特征,需要对稀疏点云进行相邻点云加密处理,并通过一定的滤波算法剔除三维点云模型内外部的误差点。在此基础上还可根据设定的规则(经验值)进行点云分类,便于后续DTM信息提取处理。(2)纹理提取处理,主要通过计算机视觉原理,建立空间点到各影像的投影关系,通过三角网格法匹配进行三维模型纹理的提取与贴合,以此达到实景三维建模的目的。

3.3重新合理的划分

CDP面元网格在村庄和工厂里进行勘探的过程中要全面考虑当地的实际地形，合理的确立节点的最佳位置。节点设计的理想位置与真实放置的位置如果没有保持在同一直线，会由此造成CDP网格表现出大小差异显著，均匀性差的问题，这便需要我们对该区域重新予以合理的划分CDP面元网格，确保得到的网格具有较强的均匀性，同时保证网格的规则性。

3.4低频高灵敏度单点检波器接收技术

研究区使用了5Hz低频高灵敏度检波器进行单点接收，该检波器起始响应频率为5Hz，比常规10Hz检波器起始响应频率更低，而采用单点接收避免了组合效应能保护高频信息，有效拓宽原始资料的频带。丰富的低频信息更有利于地震属性反演和全波形反演（FWI）。同时，单点接收相比于串检波器组合接收大大降低了野外放线的劳动强度，提高了野外采集施工效率。

3.5当前地震勘探中应用正射影像辅助设计遇到的实际问题与解决方案

(1)当前地震勘探中应用正射影像辅助设计遇到的实际问题。现阶段地震项目施工基本上借助探区无人机正射影像或高清卫片来实施辅助施工设计。通过对已完成某探区几个地震项目调查发现,地震队施工组提交给测量组的炮点预案实施成功率最高为90%,在复杂地表区域仍然有10%的预案设计点位不能现场实施。还需要施工员到现场勘测,方能确定最终预案点位,再交由测量组返场补测,非常影响测量组的作业进度,究其原因主要有以下几点:1)布设预案点距陡坡、高压线、危房或重点建筑物的安全距离不够;2)布设点位附近有暗坟;3)实地坡度大,现场打井组无法作业;4)在建筑物密集的城镇内有部分单位或院落因各种原因(安全或其他因素)人员无法进入,造成只能等各方协调后方可处理布点。综合上述原因,溯其根源主要是由于在室内的正射影像图上因无法观察到地物的立面信息造成的。(2)解决方案,适用性、可行性和应用价值分析。为解决上述实际问题,可采用无人机对这些重点地表区域实施倾斜摄影测量作业,获取实景三维模型数据,便可在室内对上述不利于炮点预案的地形、地貌、地物信息进行全方位虚拟现实地准确判读,实现预案准确设计,这将进一步提高炮点预案实施成功率,从而提高测量组生产效率,并减少人员进入带来的不安全风险,为地震队节约大量的现场勘查成本。(3)对策方案的适用性和可行性。经项目实践已得出结论,利用无人机倾斜投影测量生成的实景三维模型成果的平面和高程精度能够达到小于0.1m,完全能够满足特殊复杂地表区域地震勘探辅助施工预案设计的需要。为测量项目组配备1-2架具备高精度POS定位功能倾斜摄影测量无人机和1台图形工作站即可实现,且可重复使用,从而实现小投入、大产出。

3.6三维地震技术支撑页岩油开发

运用三维地震精细刻画平台区微构造特征，持续提升超薄甜点预测精度，深入攻关微裂缝空间形态，积极探索以平台为单元的地震油藏建模方法，系统完善页岩油甜点新认识，在页岩油平台部署、水平井优化设计、动态随钻跟踪导向、试油压裂方案优化以及压后施工跟踪分析等方面做了大量有效工作，为某油田油气勘探评价开发作出重要贡献。

结语

综上所述，目前三维地震勘探虽在石油及煤矿领域都得到了广泛的运用，但在对一些复杂断层的解释方面仍然暴露出误差，所以，在实际三维地震勘探时，必须要充分考虑地质的具体情况还有已知钻井资料和临边区域资料，综合进行设计更合理参数，解决勘探难题和地质目标，提高勘探质量。

参考文献

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[2]增维望,常锁亮,陈强.利用地震资料预测煤层古河道冲刷带.煤田地质与勘探,2016.44(4):136~141.

[3]冯世民.层析静校正在三维地震资料再处理中的应用及效果[J].地球物理学进展，2012,27(03):1234-1242.